基于ARM Cortex-M3的小型远程监控智能电源系统设计

随着现代技术的不断发展，对大量各种类型设备的维护和管理需要大量的人力和物力，例如环境变得越来越复杂，人口稀少，不便的通信/电力设施。 ，而且危险性也在增加。
降低了维护的难度和成本。这对电力设备的监控和管理提出了更高的要求。
电源监视系统需要监视系统中的每个状态量，并且必须能够控制和管理每个电源分支。维护和管理人员可以远程执行维护工作，例如数据查询和控制，并且可以使用友好的人机界面轻松获得所需的信息。
数字技术的发展证明了传统技术无可比拟的优势。整个电源监控系统的信号采样，处理，控制和通讯都可以通过数字技术来实现。
全数字控制技术可以有效地减小设备的尺寸并降低设备的成本，但同时大大提高了设备​​的可靠性，智能性和用户体验。随着模块智能的提高，新电源监控系统的可维护性也得到了提高。
随着嵌入式技术的发展，嵌入式实时操作系统的使用已成为电源监控系统的必然选择。一方面，由于嵌入式实时操作系统具有良好的可移植性和较高的可靠性；另一方面，由于随着电源监控系统性能的不断提高，传统的单片机已不能适应新的需求。
作为当今嵌入式技术的代表，ARM不仅具有上述所有优点，而且具有非常低的成本和非常高的性价比。本文设计的系统使用TI生产的LuminaryCortex-M3系列ARM中的LM3S9B96芯片。
1工作原理图1以8通道电气设备的电源监控为例，给出了监控系统的原理框图。图1 8通道电源监控系统框图设备的8通道均由主电源供电，每个电源分支的工作模式完全相同。
启动电源监控系统后，主芯片处于上电复位状态，其GPIOF的8个I / O引脚为低电平。此时，电子控制开关保持断开状态，即电源支路处于断开状态。
当主芯片的核心和外围设备成功初始化后，由其内部嵌入式程序控制的GPIOF的8个I / O引脚输出变为高电平，相应的电源分支处于上电状态并开始工作一般。采集模块包括电流传感器和分压器电路。
电流传感器可以测量流过电源支路的电流值。分压器电路将电源支路的电压值调整到主芯片ADC采样的范围。
两者都是模拟值。 。
通过AD对检测值进行采样后，可以在主芯片中计算每个电源分支的电流和电压值，并将其与预设的电流和电压阈值进行比较。如果在阈值范围内，则表示电源分支正常工作，而在阈值范围外，则表示电源分支出现过流，过压，欠压等异常情况。
主芯片将GPIOF对应引脚的输出更改为。低电平将自动关闭分支电源。
在进行检查和故障排除之后，上位机可以发出指令来控制电源分支。上位计算机通过以太网与嵌入式下位计算机通信。
上位计算机可以向下位计算机发出指令，以控制指定电源分支的打开和关闭，还可以设置每个电源分支的电流和电压阈值。每个电源分支的电流，电压值和各种正常/异常状态均定期从下位计算机发送到上位计算机，并且可以通过显示器的显示和控制软件观察每个电源分支的工作状态。
上位机。